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玻耳兹曼统计

[拼音]:Bo’erzi n tongji

[外文]:Boltz nn statistics

全同粒子的经典统计法。又称麦克斯韦-玻耳兹曼统计或经典统计。考虑由同一种分子组成的气体。把每个分子看成近独立的子系统,它可能有Ki个能量为εi的状态。设有Ni个分子处于这组状态中。经典统计中对于状态的占有方式没有限制,而且每个分子都是可以识别的。把Ni个分子放到Ki个状态中的方式共有

种,于是气体的熵是

在保证气体中总分子数和总能量一定的前提下,要求熵达到较大值,即可求得状态i的平均占有率或分布函数ni=Ni/Ki。为此应引入拉氏未定乘子α 和ß,求解

结果是(计算中使用斯特令近似公式ln Ni=N ln N-N)

ni=exp(α+ßεi)。

可以证明α=µ/T,ß=-1/T,µ是化学势,T是开尔文温度,这就是玻耳兹曼分布。它还可以从吉布斯正则分布,或作为量子统计法的极限得到(见统计物理学)。

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